“华威大学探讨富锂正极材料怎么在高压下存储电荷”

盖乌斯汽车的新闻在电动汽车中，高储能电池需要拥有高容量的电池正极。 新型富锂镁正极有望取代现有的富镍正极，但要成功应用这种新电极，了解镁和氧如何在高压下积累电荷是很重要的。 据报道，Huawei大学制造工程学院( wmg，university of warwick )和美国研究人员通过一系列x射线研究发现，促进电荷积累的是氧离子而不是镁离子。

(照片来源:华威大学)

对汽车制造商来说，宣传电动汽车的首要问题是如何以低价制造持续性能源密集型电池，以支持快速高效的充电。 为了制造500wh/kg的电动汽车用电池，需要使用新的正极材料。 不这样做的话，就无法实现这些目标。

过去十年，汽车用富镍正极电池的性能不断提高，但该材料无法提供所需的能量密度。 为了增加容量，需要采用越来越多的锂。 虽然富锂镁正极能够提供足够的能量密度，但为了实现500wh/kg的最终储存目标，需要知道电子电荷是如何储存在材料中的。 简单地说，就是镁或氧位点积累的电子电荷。

在了解锂过量富镁正极的电荷积累方面，华威大学wmg的研究人员取得了重要进展。 锂化合物有通常的氧化还原和不规则的氧化还原，通常的氧化还原是指金属离子改变电子密度。 非稳态氧化还原是指在不形成氧的情况下，可逆地改变氧(或者氧的氧化还原)上的电子密度。 文献中存在描述两者不同机理的各种计算模型，但最终为了验证这些模型，有必要在电池循环(现场原位)时进行详细的x射线研究。

在华威大学wmg的指导下，来自英国和美国的研究者进行了现场的insitux射线研究，准确地量化了高压下的镁和氧的种类。 研究人员展示了x射线是如何不可逆地驱动高度氧化的镁( mn7+ )，使氧不可逆地被其他材料捕获的。 详细的现场insitux射线研究可以注意到，在不损伤束流的情况下，同时在电池循环中，锂过量正极充电时会形成微量的mn7+。

华威大学wmg教授louis piper说:“我们最终得出结论，推动高容量的是氧，不是金属的氧化还原。 因此，我们可以提出更好的设计战略来改善这种材料的循环性能。 ”